氣候變化影響著世界各地的湖泊，包括人工湖，如捷克共和國的利普諾湖(如圖)。最近的一項同位素分析顯示，許多湖泊無法補償蒸發。(圖片: Y. Vystavna/IAEA)
在全球海平面上升的同時，世界各地的湖泊年復一年地在縮小。上週發表在《自然通訊》上的國際原子能機構的一項最新研究顯示，許多湖泊無法彌補因蒸發而損失的水，並面臨著隨著時間推移而消失的風險。
該研究的第一作者、國際原子能機構同位素水文學家 Yuliya Vystavna 說：“全球變暖是對湖泊水預算和質量的主要威脅，因為溫度升高會加強蒸發。” 鑑於塑造湖泊歷史和生命的一系列變數，量化氣候變化對全球湖泊的影響程度是一項複雜的任務，而利用核科學可以簡化這一任務。
湖泊佔全球未凍結地表淡水資源的大部分，是社會和經濟活動以及生態系統不可或缺的一部分。在瞭解氣候變化對湖泊的影響時，同位素水文學是評估的重要工具。湖泊引數各不相同——從大小、深度和周圍土地利用到湖泊如何自然產生或人工創造——這使得在全球範圍內客觀地比較湖泊成為一項挑戰。然而，“同位素整合了所有這些引數。同位素揭示了湖泊的歷史並提供了變化的記錄，作為水文歷史的代表。”Vystavna 說。
蒸發造成的水分流失
國際原子能機構最近的一項研究分析了全世界1000多個湖泊的穩定同位素組成，以評估氣候變化對湖泊的影響。(圖片: 自然通訊)
同位素分析顯示，世界各地湖泊中約五分之一的流入水量因蒸發而流失，地球上約 10% 的湖泊出現極端蒸發損失——佔總流入量的 40% 以上。“湖泊透過流入來維持蒸發損失，但如果一個湖泊失去了超過 20% 的流入量，它就有乾涸的風險，”Vystavna 說。“我們使用了基於同位素的水平衡模型，並估計了湖泊對蒸發的敏感性，以確定世界上哪些湖泊可能因為無法補償蒸發損失而消失。”
該團隊從資料庫中收集資訊，包括全球河流同位素網路，其中包括河流和湖泊的資料。總的來說，使用國際原子能機構開發的人工智慧方法分析了來自91個國家的1257個湖泊的穩定同位素組成。Vystavna說："我們使用人工智慧來確定哪些是主要的蒸發驅動因素。根據氣候型別--熱帶、乾旱、溫帶、大陸或寒冷--蒸發受到不同因素的驅動。”
無論氣候型別如何，降水量、風速、相對溼度和太陽輻射都會影響湖泊的同位素組成和湖泊的蒸發。該研究表明，需要考慮氣候和景觀變數以及湖泊大小的組合，以預測湖泊蒸發過程。
世界氣象組織 (WMO) 水與冰凍圈協調主任約翰內斯·卡爾曼 (Johannes Cullmann) 表示：“瞭解未來水資源的可用性是復原力、可持續發展與和平的關鍵。” “由 IAEA 牽頭的科學同位素水文研究對於支援 WMO 開發實用的水評估和預測系統是不可或缺的。
穩定同位素監測的方法簡單而實惠，為建立全球湖泊同位素資料網路創造了潛力。"如果有一個專門收集和彙編湖泊同位素資訊的網路，就可以提供明確的資料，並且可以比較和觀察氣候的變化，"Vystavna說。
